(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、
前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、第１断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第１主入力軸と、
該第１主入力軸と同軸心に配置され、第２断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第２主入力軸と、
前記第１主入力軸に平行に配置された中間入力軸と、
該中間入力軸を介して前記第２主入力軸と接続される副入力軸と、
前記第１主入力軸に平行に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記第１主入力軸上に配置され、第１同期装置を介して前記出力軸と選択的に連結される複数のギヤよりなる第１ギヤ群と、
前記副入力軸上に配置され、第２同期装置を介して該副入力軸と前記出力軸とを選択的に連結する複数のギヤよりなる第２ギヤ群と、
前記出力軸に固定され、前記第１ギヤ群のギヤと前記第２ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第３ギヤ群と、
第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、
前記第１回転要素は前記第１主入力軸及び前記電動機に接続され、
前記第２回転要素は前記第１ギヤ群に接続され、
前記第３回転要素は該第３回転要素を固定状態にすることが可能な固定機構に接続され、
前記第２回転要素は、前記第１回転要素から伝達される動力を前記固定機構により固定状態にされた前記第３回転要素からの反力により減速し、前記第１ギヤ群を介して前記出力軸に伝達することを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項２】
内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、
前記内燃機関から動力が入力される主入力軸と、
前記主入力軸に平行に配置され、第１断接装置によって選択的に、減速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第１副入力軸と、
前記主入力軸に平行に配置され、第２断接装置によって選択的に、増速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第２副入力軸と、
前記主入力軸と同軸心に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、
前記第１副入力軸上に配置され、第１同期装置を介して該第１副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第１ギヤ群と、
前記第２副入力軸上に配置され、第２同期装置を介して該第２副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第２ギヤ群と、
前記出力軸に固定され、前記第１ギヤ群のギヤと前記第２ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第３ギヤ群と、
第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、
前記第１副入力軸又は前記第２副入力軸の何れか一方は前記第１回転要素に接続され、他の一方は前記差動回転機構を介することなく動力を前記出力軸に伝達可能であり、
前記第１回転要素は前記主入力軸に接続され、
前記第３回転要素は前記電動機に接続され、
前記第２回転要素は前記第１回転要素から伝達される動力と前記第３回転要素から伝達される動力とを合成して前記出力軸に伝達することを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記主入力軸は、前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、前記第１断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第１主入力軸と、該第１主入力軸と同軸心に配置され、前記第２断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第２主入力軸とから構成され、
前記第１主入力軸又は第２主入力軸の何れか一方が前記第１回転要素と連結されることにより、前記第１副入力軸又は前記第２副入力軸の何れか一方が前記第１回転要素に接続されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記減速ギヤ対と前記増速ギヤ対とを選択的に接続する後退ギヤ機構を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記第１断接装置と前記第２断接装置の少なくとも一方は乾式クラッチであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項６】
前記差動回転機構は、シングルピニオン型の３つの回転要素として、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤの間で当該両ギヤに噛合された複数のプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアとを同軸心に備えた遊星歯車装置であり、
前記第１回転要素は前記サンギヤであり、前記第２回転要素は前記キャリアであり、前記第３回転要素は前記リングギヤであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項７】
前記第１ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成され、前記第２ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項８】
前記第１ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成され、前記第２ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項９】
電動機を構成する回転体、固定子及び電機子巻線の一部又は全部が、前記出力軸の軸線方向と直交する方向に前記差動回転機構と重なるように配置されている請求項１から８の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項１０】
前記出力軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該要求動力設定手段が設定した要求動力に応じて、前記内燃機関及び前記電動機の運転を行う制御手段とを備えることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記内燃機関がストール領域から最高回転まで範囲内で運転を行うように、前記電動機の運転を制御することを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記内燃機関の適正運転領域内で前記内燃機関の運転を行い、
前記第１回転要素から前記第２回転要素に伝達される前記内燃機関の動力と前記要求動力を比較し、前記内燃機関の動力が前記要求動力に満たないときは、前記電動機が力行運転を行い、前記内燃機関の動力が前記要求動力を超えるときは、前記電動機が回生運転を行うように制御することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記電動機が定格出力又は最高回転数を超えて運転するとき、該電動機を定格出力又は最高回転数で運転を行うように制御することを特徴とする請求項１０から１２の何れか１項に記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両用動力伝達装置として、内燃機関と電動機とからそれぞれ出力された動力を合成して駆動輪に伝達可能であると共に、電動機で回生運転を行うことが可能なものがある。このようなものとして、内燃機関の出力から入力された動力を減速、増速して、内燃機関の出力軸に平行な２本の軸に一旦伝達してから、内燃機関の出力軸と同軸心の出力軸に戻す方式が、従来から知られている。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の伝動装置は、内燃機関の出力軸に平行な２本の軸は、それぞれクラッチを介して内燃機関の出力軸に接続されており、前記２本の軸の一方の軸（以下、「第１軸」という）の一端に電動機が接続されている。そして、当該第１軸上には、複数の偶数段ギヤを該第１軸に選択的に連結する同期装置が配置されている。前記２本軸の他方の軸（以下、「第２軸」という）上には、複数の奇数段ギヤ及び後退段ギヤを該第２軸に選択的に連結する同期装置が配置されている。出力軸に固定されたギヤは、偶数段ギヤと奇数段ギヤとに共有して噛合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８９５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の伝動装置においては、段数に応じて軸方向に長くなり、車両の伝動装置の収納スペースが小さいと、設置することが困難になるという不都合がある。特に、ＦＦ方式の車両でエンジンを横置き（軸長方向を車幅方向に向ける）する場合、設置することが困難となる。【０００６】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置において、軸方向の長さを抑えることが可能なハイブリッド車両用動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、第１断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第１主入力軸と、該第１主入力軸と同軸心に配置され、第２断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第２主入力軸と、前記第１主入力軸に平行に配置された中間入力軸と、該中間入力軸を介して前記第２主入力軸と接続される副入力軸と、前記第１主入力軸に平行に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記第１主入力軸上に配置され、第１同期装置を介して前記出力軸と選択的に連結される複数のギヤよりなる第１ギヤ群と、前記副入力軸上に配置され、第２同期装置を介して該副入力軸と前記出力軸とを選択的に連結する複数のギヤよりなる第２ギヤ群と、前記出力軸に固定され、前記第１ギヤ群のギヤと前記第２ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第３ギヤ群と、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、前記第１回転要素は前記第１主入力軸及び前記電動機に接続され、前記第２回転要素は前記第１ギヤ群に接続され、前記第３回転要素は該第３回転要素を固定状態にすることが可能な固定機構に接続され、前記第２回転要素は、前記第１回転要素から伝達される動力を前記固定機構により固定状態にされた前記第３回転要素からの反力により減速し、前記第１ギヤ群を介して前記出力軸に伝達することを特徴とする（第１発明）。
【０００８】
第１発明によれば、第３回転要素を固定状態にするよう固定機構を動作させると共に、第１ギヤ群の何れのギヤを出入力軸に連結させるように第１同期装置を動作させた状態で、第１断接装置を接続状態として内燃機関の動力を第１主入力軸を介して第１回転要素に伝達させる、及び／又は、電動機の動力を第１回転要素に伝達させる。このとき、動力合成機構の第２回転要素からは、第１回転要素に伝達された動力が減速されて出力される。そして、この動力は第１副入力軸及び出力軸を介して被駆動部に出力される。このように、第１発明においては、第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させた状態で、発進、走行することができる。このため、特許文献１に記載の伝動装置に対して、同数の変速段ギヤ対を有する場合、変速段を１速分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。【０００９】
また、前記状態で、内燃機関から第１主入力軸を介して第１回転要素に伝達された動力を用いて、電動機が回生運転を行うことが可能である。このように、第１発明においては、第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させた状態で、電動機で回生運転を行いながら、発進、走行することができる。このため、前段に記載の発進、走行と異なるモードの発進、走行のモードを得ることができ、さらに、このモードは、電動機が回生運転を行うので、バッテリの充電レベルが低下した場合等に好適である。【００１０】
本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用動力伝達装置であって、前記内燃機関から動力が入力される主入力軸と、前記主入力軸に平行に配置され、第１断接装置によって選択的に、減速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第１副入力軸と、前記主入力軸に平行に配置され、第２断接装置によって選択的に、増速ギヤ対を介して該主入力軸と結合される第２副入力軸と、前記主入力軸と同軸心に配置され、カウンタ軸を介して被駆動部に動力を出力する出力軸と、前記第１副入力軸上に配置され、第１同期装置を介して該第１副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第１ギヤ群と、前記第２副入力軸上に配置され、第２同期装置を介して該第２副入力軸に選択的に連結される複数のギヤよりなる第２ギヤ群と、前記出力軸に固定され、前記第１ギヤ群のギヤと前記第２ギヤ群のギヤとが共有して噛合する複数のギヤよりなる第３ギヤ群と、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能に構成した差動回転機構とを備え、前記第１副入力軸又は前記第２副入力軸の何れか一方は前記第１回転要素に接続され、他の一方は前記動力合成機構を介することなく動力を前記出力軸に伝達可能であり、前記第２回転要素は前記出力軸に接続され、前記第３回転要素は前記電動機に接続され、前記第２回転要素は前記第１回転要素から伝達される動力と前記第３回転要素から伝達される動力とを合成して前記出力軸に伝達することを特徴とする（第２発明）。【００１１】
第２発明によれば、第１回転要素に接続された第１副入力軸又は第２副入力軸（以下、「接続副入力軸」という）を主入力軸と結合するよう、第１断接装置又は第２断接装置を接続状態に動作させると共に、第１副入力軸及び第２副入力軸を何れギヤにも連結させない中立状態に第１同期装置及び第２同期装置を動作させた状態で、内燃機関から動力を主入力軸に入力すると共に、第３回転要素が回転するように電動機を力行運転する。このとき、差動回転機構の第２回転要素は、内燃機関から接続副入力軸を介して第１回転要素に伝達される動力と、電動機から第３回転要素に伝達される動力とを合成して出力軸に伝達し、この合成動力が被駆動部に出力される。このように、第２発明においては、第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させた状態で、発進、走行することができる。このため、特許文献１に記載の伝動装置に対して、同数の変速段ギヤ対を有する場合、変速段を１速分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。【００１２】
また、前記状態で、内燃機関から接続副入力軸を介して第１回転要素に伝達された動力を、第２回転要素と第３回転要素に分配することも可能である。このとき、第２回転要素を介して被駆動部に動力が出力されると共に、第３回転要素を介して電動機で回生運転が行われる。このように、第２発明においては、第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させた状態で、電動機で回生運転を行いながら、発進、走行することができる。このため、前段に記載の発進、走行と異なるモードの発進、走行のモードを得ることができ、さらに、このモードは、電動機が回生運転を行うので、バッテリの充電レベルが低下した場合等に好適である。【００１３】
また、第２発明において、前記主入力軸は、前記内燃機関から動力が入力される内燃機関出力軸と平行に配置され、前記第１断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第１主入力軸と、該第１主入力軸と同軸心に配置され、前記第２断接装置を接続状態とすることによって前記内燃機関出力軸と接続される第２主入力軸とから構成され、前記第１主入力軸又は第２主入力軸の何れか一方が前記第１回転要素と連結されることにより、前記第１副入力軸又は前記第２副入力軸の何れか一方が前記第１回転要素に接続されることが好ましい。【００１４】
この場合、主入力軸を構成する第１主入力軸と第２主入力軸が同軸心に配置されるので、第１断接装置と第２断接装置とを隣接して配置することが可能となり、ハイブリッド車両用動力伝達装置をさらにコンパクト化することができる。また、第１断接装置と第２断接装置とを動作させる装置を共通化することも可能となり、低コスト化できる。【００１５】
また、第２発明において、前記減速ギヤ対と前記増速ギヤ対とを選択的に接続する後退ギヤ機構を備えることが好ましい。【００１６】
この場合、接続副入力軸を主入力軸と結合するよう、第１断接装置又は第２断接装置を接続状態に動作させ、第１同期装置及び第２同期装置を第１副入力軸及び第２副入力軸を何れのギヤにも連結させない中立状態に動作させると共に、後退ギヤ機構を接続させた状態で、内燃機関から動力を主入力軸に入力させると共に、電動機から第３回転要素に回転させるよう動力を作用させる。このとき、差動回転機構の第２回転要素は、内燃機関から接続副入力軸を介して第１回転要素に伝達される逆回転方向の動力と、電動機から第３回転要素に伝達される動力とを合成して出力軸に伝達し、被駆動部に動力が出力される。このように、本発明においては、第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させた状態で、後進することができる。そして、このように後退ギヤ機構は、主出力軸と平行に配置することができる。このため、特許文献１に記載の伝動装置に対して、後退段の分だけ、軸方向の長さを抑えることが可能となる。【００１７】
また、前記状態で、内燃機関から接続副入力軸を介して第１回転要素に伝達される動力を、第２回転要素と第３回転要素に分配することも可能である。このとき、第２回転要素を介して被駆動部に動力が出力されると共に、第３回転要素を介して電動機で回生運転が行われる。このように、本発明においては、第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させた状態で、電動機で回生運転を行いながら、後進することができる。このため、前段に記載の後進と異なるモードの後進のモードを得ることができ、さらに、このモードは、電動機が回生運転を行うので、バッテリの充電率が低下した場合等に好適である。【００１８】
また、第１発明及び第２発明において、前記第１断接装置と前記第２断接装置の少なくとも一方は乾式クラッチであることが好ましい。
【００１９】
この場合、第１断接装置及び第２断接装置が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機の制御により抑えることができる。
【００２０】
また、第１発明及び第２発明において、前記差動回転機構は、シングルピニオン型の３つの回転要素として、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤの間で当該両ギヤに噛合された複数のプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアとを同軸心に備えた遊星歯車装置であり、前記第１回転要素は前記サンギヤであり、前記第２回転要素は前記キャリアであり、前記第３回転要素は前記リングギヤであることが好ましい。【００２１】
この場合、差動回転機構を簡易な構成とすることができ、コンパクト化、低コスト化が可能となる。さらに、動力を分配することも可能となる。また、伝達効率を高効率化することが可能となる。【００２２】
また、第１発明及び第２発明において、前記第１ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成され、前記第２ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成されることが好ましい。【００２３】
この場合、前記第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させて、車両を発進、走行させた状態を１速段とすることができる。【００２４】
また、第１発明及び第２発明において、前記第１ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の偶数速ギヤ対が構成され、前記第２ギヤ群のギヤと前記第３ギヤ群のギヤとが噛合して複数の奇数速ギヤ対が構成されることが好ましい。【００２５】
この場合、前記第１同期装置及び第２同期装置を中立状態に動作させて、車両を発進、走行させた状態を１速段未満の変速段（スーパロー段）相当とすることができる。【００２６】
また、第１発明及び第２発明において、電動機を構成する回転体、固定子及び電機子巻線の一部又は全部が、前記出力軸の軸線方向と直交する方向に差動回転機構と重なるように配置されていることが好ましい。【００２７】
この場合、軸方向の長さを抑えることができる。【００２８】
また、第１発明及び第２発明において、前記出力軸に要求される要求動力を設定する要求動力設定手段と、該要求動力設定手段が設定した要求動力に応じて、前記内燃機関及び前記電動機の運転を行う制御手段とを備えることが好ましい。【００２９】
この場合、制御手段により内燃機関及び電動機の運転が好適に行われ、要求される要求動力を出力軸から出力することができる。【００３０】
また、第１発明及び第２発明において、前記制御手段は、前記内燃機関がストール領域から最高回転まで範囲内で運転を行うように、前記電動機の運転を制御することが好ましい。【００３１】
この場合、内燃機関がストール領域から最高回転まで範囲内でのみ運転を行うので、内燃機関を好適に使用することができ、内燃機関の燃料消費や寿命等が良好なものとなる。【００３２】
また、第１発明及び第２発明において、前記制御手段は、前記内燃機関の適正運転領域内で前記内燃機関の運転を行い、前記第１回転要素から前記第２回転要素に伝達される前記内燃機関の動力と前記要求動力を比較し、前記内燃機関の動力が前記要求動力に満たないときは、前記電動機が力行運転を行い、前記内燃機関の動力が前記要求動力を超えるときは、前記電動機が回生運転を行うように制御することが好ましい。【００３３】
この場合、内燃機関が適正運転領域内で運転を行うので、内燃機関を好適に使用することができ、内燃機関の燃料消費や寿命等が良好なものとなる。さらに、内燃機関の動力と要求動力との差分の正負に応じて、電動機が力行運転又は回生運転を行うので、常に要求動力を出力軸から出力することができる。【００３４】
また、第１発明及び第２発明において、前記制御手段は、前記電動機が定格出力又は最高回転数を超えて運転を行うとき、該電動機を定格出力又は最高回転数で運転を行うように制御することが好ましい。【００３５】
この場合、電動機が定格出力以下及び最高回転数以下で運転を行うので、電動機を好適に使用することができ、電動機の寿命等が良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。
【図２】動力伝達装置の各軸の位置関係を示す図。
【図３】動力伝達装置のエンジン走行モードにおける各変速段における各部の動作状態を示す表。
【図４】動力合成機構の作動を説明する共線図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。
【図６】動力伝達装置のエンジン走行モードにおける各変速段における各部の動作状態を示す表。
【図７】本発明の第３実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。
【図８】動力伝達装置の各軸の位置関係を示す図。
【図９】動力伝達装置の１速段における動作状態を示す図。
【図１０】動力合成機構の作動を説明する共線図。
【図１１】動力伝達装置の後進における動作状態を示す図。
【図１２】動力伝達装置のエンジン走行モードの２速段における動作状態を示す図。
【図１３】動力伝達装置のアシスト走行モードの２速段における動作状態を示す図。
【図１４】動力伝達装置のアシスト走行モードの２速段３速段準備における動作状態を示す図。
【図１５】動力伝達装置のアシスト走行モードの３速段２速段準備における動作状態を示す図。
【図１６】動力伝達装置のアシスト走行モードの３速段における動作状態を示す図。
【図１７】動力伝達装置のエンジン走行モードの４速段における動作状態を示す図。
【図１８】動力伝達装置のアシスト走行モードの４速段３速段準備における動作状態を示す図。
【図１９】動力伝達装置のアシスト走行モードの４速段における動作状態を示す図。
【図２０】動力伝達装置のアシスト走行モードの４速段５速段準備における動作状態を示す図。
【図２１】動力伝達装置のアシスト走行モードの５速段４速段準備における動作状態を示す図。
【図２２】動力伝達装置のアシスト走行モードの５速段における動作状態を示す図。
【図２３】動力伝達装置のＥＶ走行モードの３速段における動作状態を示す図。
【図２４】動力伝達装置のＥＶ走行モードの５速段における動作状態を示す図。
【図２５】本発明の第４実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。
【図２６】本発明の第５実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置を備えた車両の全体構成を概略的に示す図。
【発明を実施するため形態】
【００３７】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置１を図面を参照して説明する。
【００３８】
まず、図１を参照して動力伝達装置１の構成を説明する。動力伝達装置１は、ハイブリッド車両に搭載されるデュアルクラッチ自動マニュアルトランスミッション（Ｄｕａｌ Ｃｌｕｔｃｈ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ:ＤＣＴ）であり、動力発生源として、エンジン（内燃機関）２と電動機（モータ・ジェネレータ）３とを備えている。そして、動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力（駆動力）を被駆動部である一対の駆動輪４，４に伝達して、該駆動輪４，４を駆動し得るように構成されている。さらに、動力伝達装置１は、エンジン２又は／及び電動機３の動力を、駆動輪４，４だけでなく、車両に搭載された補機５に伝達して、該補機５を駆動し得るように構成されている。補機５は、例えばエアコンのコンプレッサ、ウォータポンプ、オイルポンプなどである。
【００３９】
エンジン２は、ガソリン、軽油、アルコールなどの燃料を燃焼させることにより動力（トルク）を発生する内燃機関であり、発生した動力を外部に出力するための出力軸２ａを有する。このエンジン２は、通常の自動車のエンジンと同様に、図示しない吸気路に備えたスロットル弁の開度を制御する（エンジン２の吸入空気量を制御する）ことによって、該エンジン２が出力軸２ａを介して出力する動力が調整される。
【００４０】
電動機３は、本実施形態では３相のＤＣブラシレスモータであり、そのハウジング（図示省略）内に回転自在に支承された中空のロータ（回転体）３ａと、該ロータ３ａの周囲でハウジングに固定されたステータ（固定子）３ｂとを有する。ロータ３ａには、複数の永久磁石が装着され、ステータ３ｂには、３相分のコイル（電機子巻線）３ｂａが装着されている。なお、電動機３のステータ３ｂは、動力伝達装置１の外装ケース等、車体に対して静止した不動部に設けられたハウジングに固設されている。
【００４１】
この電動機３のコイル３ｂａは、インバータ回路を含む駆動回路であるパワー・ドライブ・ユニット（以下、「ＰＤＵ」という）６を介して直流電源としてのバッテリ（二次電池）７に電気的に接続されている。また、ＰＤＵ６は、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）８に電気的に接続されている。
【００４２】
ＥＣＵ８は、ＰＤＵ６の他に、図示しないがエンジン２等に電気的に接続されており、エンジン２を含む動力伝達装置１の動作制御を行う。ＥＣＵ８は、車速やエンジン２の回転数等から駆動輪４，４に伝達することが要求される動力を設定する要求動力設定手段として機能すると共に、該要求動力設定手段が設定した要求動力に応じて、エンジン２や電動機３を駆動させる制御手段として機能する。
【００４３】
ＥＣＵ８により、ＰＤＵ６を介してコイル３ｂａに流れる電流を制御することによって、電動機３がロータ３ａから出力する動力（トルク）が調整される。この場合、ＰＤＵ６の制御により、電動機３は、バッテリ７から供給される電力によってロータ３ａに力行トルクを発生する力行運転を行い、モータとして機能する。即ち、ステータ３ｂに供給された電力が、動力に変換され、ロータ３ａに出力される。また、ＰＤＵ６の制御により、電動機３は、外部からロータ３ａに与えられる回転エネルギーによって発電し、その発電エネルギーをバッテリ７に充電しつつ、ロータ３ａに回生トルクを発生する回生運転を行い、ジェネレータとして機能する。即ち、ロータ３ａに入力された動力が、ステータ３ｂで電力に変換される。
【００４４】
なお、ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェイス回路等を含む電子回路ユニットであり、予め実装されたプログラムにより規定される制御処理を実行することで、動力伝達装置１の動作制御を行う。この場合、ＥＣＵ８の制御処理により実現される機能として、電動機３の運転をＰＤＵ６を介して制御する機能の他、エンジン２の運転を図示しないスロットル弁用のアクチェエータ等のエンジン制御用のアクチュエータを介して制御する機能と、後述する第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、補機用クラッチ３３、第１同期装置Ｓ１、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲのスリーブの動作を図示しないアクチュエータもしくは駆動回路を介して制御する機能とが含まれる。
【００４５】
動力伝達装置１は、互いに差動回転可能に構成された回転要素からなる差動回転機構９を備える。本実施形態では、差動回転機構９として遊星歯車装置を採用している。
【００４６】
エンジン２の出力軸２ａには、エンジン２からの動力が選択的に入力され、同軸心に配置される２本の主入力軸、すなわち第１主入力軸１１及び第２主入力軸１２が連結されている。第１主入力軸１１は、エンジン２側から電動機３側に亘って延在しており、そのエンジン２側の外側に、中空に形成された第２主入力軸１２が回転自在に設けられている。第１主入力軸１１は、第１クラッチ（第１断接装置）Ｃ１により、エンジン２の出力軸２ａと接続、遮断される。第２主入力軸１２は、第２クラッチ（第２断接装置）Ｃ２により、エンジン２の出力軸２ａと接続、遮断される。
【００４７】
第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ８の制御の下で、エンジン２の主力軸２ａが第１主入力軸１１と結合又は遮断するように動作するクラッチ機構（接続状態と遮断状態とに選択的に動作可能なクラッチ機構）である。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ８の制御の下で、エンジン２の主力軸２ａが第２主入力軸１２と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。
【００４８】
第１クラッチＣ１を接続状態に動作させると、出力軸２ａから第１主入力軸１１への動力伝達のみが可能となり、出力軸２ａから第２主入力軸１２への動力伝達は遮断される。また、第２クラッチＣ２を接続状態に動作させると、出力軸２ａから第２主入力軸１２への動力伝達のみが可能となり、出力軸２ａから第１主入力軸１１への動力伝達は遮断される。なお、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２が共に接続状態になることはなく、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の何れか一方のみが選択的に接続状態になることが可能である。
【００４９】
また、これらのクラッチＣ１，Ｃ２は乾式クラッチであることが好ましい。この場合、これらのクラッチＣ１，Ｃ２が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機３の制御により抑えることができる。
【００５０】
主入力軸１１，１２に対して、副入力軸１３が平行に配置されている。そして、第２主入力軸１２と副入力軸１３とは、第１主入力軸１１と平行に配置されたアイドル軸１４を介して常時結合されている（図２参照）。アイドル軸１４は、本発明の中間入力軸に相当する。
【００５１】
具体的には、第２主入力軸１２上に固定されたギヤ１２ａとアイドル軸１４上に固定されたギヤ１４ａとが噛合してギヤ対１５が構成されており、第２主入力軸１２に伝達された動力はギヤ対１５を介してアイドル軸１４に伝達される。そして、ギヤ１４ａと副入力軸１３上に固定されたギヤ１３ａとが噛合してギヤ対１６が構成されており、アイドル軸１４に伝達された動力はギヤ対１６を介して副入力軸１３に伝達される。なお、副入力軸１３の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。アイドル軸１４は、図示しないハウジング等の固定部に対してアイドル回転自在に支持されている。
【００５２】
そして、第１主入力軸１１及び副入力軸１３に対して、出力軸１７が平行に配置されている。なお、出力軸１７の両端部は、図示しない軸受にそれぞれ回転自在に支持されている。
【００５３】
第１主入力軸１１上には、第１同期装置（シンクロメッシュ機構）Ｓ１を介して、出力軸１７と選択的に連結される複数のギヤ１８ａ，１８ｂからなる第１ギヤ群が設けられている。
【００５４】
第１同期装置Ｓ１は、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを第１主入力軸１１の軸方向に移動させることによって、３速ギヤ１８ａ又は５速ギヤ１８ｂを第１主入力軸１１と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、３速ギヤ１８ａと第１主入力軸１１とが連結される（以下、この状態を「３速段確立状態」という）。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、５速ギヤ１８ｂと第１主入力軸１１とが連結される（以下、この状態を「５速段確立状態」という）。スリーブが中立位置に位置するとき、３速ギヤ１８ａと５速ギヤ１８ｂとの双方が第１主入力軸１１から遮断される。（以下、この状態を「中立状態」という）
副入力軸１３上には、第２同期装置（シンクロメッシュ機構）Ｓ２を介して、副入力軸１３と出力軸１７とを選択的に連結する複数のギヤ１９ａ，１９ｂからなる第２ギヤ群が設けられている。
【００５５】
第２同期装置Ｓ２は、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを副入力軸１３の軸方向に移動させることによって、２速ギヤ１９ａ又は４速ギヤ１９ｂを副入力軸１３と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、２速ギヤ１９ａと副入力軸１３とが連結される（以下、この状態を「２速段確立状態」という）。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、４速ギヤ１９ｂと副入力軸１３とが連結される（以下、この状態を「４速段確立状態」という）。スリーブが中立位置に位置するとき、２速ギヤ１９ａと４速ギヤ１９ｂとの双方が副入力軸１３から遮断される（以下、この状態を「中立状態」という）。
【００５６】
３速ギヤ１８ａと出力軸１７上に固定された低速ギヤ１７ａとが噛合して３速ギヤ対２０が構成されている。また、５速ギヤ１８ｂと出力軸１７上に固定された高速ギヤ１７ｂとが噛合して５速ギヤ対２１が構成されている。
【００５７】
２速ギヤ１９ａと出力軸１７上に固定された前記低速ギヤ１７ａとが噛合して２速ギヤ対２２が構成されている。また、４速ギヤ１９ｂと出力軸１７上に固定された前記高速ギヤ１７ｂとが噛合して４速ギヤ対２３が構成されている。なお、本実施形態において、低速ギヤ１７ａと高速ギヤ１７ｂとが本発明の第３ギヤ群に相当する。
【００５８】
さらに、第１主入力軸１１に対して、後退軸２４が平行に配置されている。そして、後退軸２４に対して、後退アイドル軸２５が同軸に配置されている。実施形態では、後退軸２４の外側に、中空に形成された後退アイドル軸２５が回転自在に設けられている。なお、後退軸２４の両端部は、図示しない軸受にそれぞれ回転自在に支持されている。
【００５９】
そして、後退軸２４と後退アイドル軸２５とは、後退同期装置（シンクロメッシュ機構）ＳＲを介して接続されている。後退同期装置ＳＲは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを後退アイドル軸２５の軸方向に移動させることによって、後退ギヤ２５ａを後退軸２４に選択的に連結させる（以下、この状態を「後進段確立状態」という）。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、後退ギヤ２５ａと後退軸２４とが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、後退ギヤ２５ａは後退軸２４から遮断される（以下、この状態を「中立状態」という）。
【００６０】
第１主入力軸１１と後退アイドル軸２５とは、後退ギヤ対２６を介して結合されている。この後退ギヤ対２６は、第１主入力軸１１上に固定されたギヤ１１ａと後退アイドル軸２５上に固定されたギヤ２５ｂとが噛合して構成されている。また、後退軸２４とアイドル軸１４とは、後退ギヤ対２７を介しても結合されている。この後退ギヤ対２７は、後退軸２４上に固定されたギヤ２４ａとアイドル軸１４上に固定された前記ギヤ１４ａとが噛合して構成されている。
【００６１】
第１主入力軸１１、ひいては出力軸１７に対して、カウンタ軸２８が平行に配置されている。そして、出力軸１７とカウンタ軸２８とは、カウンタギヤ対２９を介して結合されている（図２参照）。このカウンタギヤ対２９は、出力軸１７上に固定されたギヤ１７ｃとカウンタ軸２８上に固定されたギヤ２８ａとが噛合して構成されている。
【００６２】
カウンタ軸２８は、駆動輪４，４の間の差動歯車ユニット３０を介して該駆動輪４，４に連結されている。差動歯車ユニット３０は、駆動輪４，４にそれぞれ車軸３１，３１を介して連結された図示しないサイドギヤを内蔵するギヤケース３０ａと、このギヤケース３０ａの外周に固定されたギヤ３０ｂとを備える。そして、該差動歯車ユニット３０のギヤ３０ｂに、カウンタ軸２８上に固定されたギヤ２４ｂが噛合されている。
【００６３】
これにより、カウンタ軸２８は、駆動輪４，４と連動して回転するように、差動歯車ユニット３０を介して駆動輪４，４に連結されている。また、出力軸１７上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ１７ｄも固定されている。なお、カウンタ軸２８の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【００６４】
差動回転機構９は、電動機３の内側に設けられている。なお、電動機３を構成するロータ３ａ、ステータ３ｂ及びコイル３ｂａの一部又は全部を、第１主入力軸１１の軸線方向と直交する方向（周方向）に差動回転機構９と重なるように配置することにより、動力伝達装置１の小型化を図ることが可能となり、好ましい。
【００６５】
差動回転機構９は、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を互いに差動回転可能な差動装置により構成されている。差動回転機構９を構成する差動装置は、本実施形態では、シングルピニオン型の遊星歯車装置であり、３つの回転要素として、サンギヤ（第１回転要素）９ｓと、リングギヤ（第３回転要素）９ｒと、これらのサンギヤ９ｓ及びリングギヤ９ｒの間で当該両ギヤ９ｒ，９ｓに噛合された複数のプラネタリギヤ９ｐを回転自在に支持するキャリア（第２回転要素）９ｃとを同軸心に備えている。これらの３つの回転要素９ｓ，９ｒ，９ｃは、周知のように、互いの間で動力を伝達可能であると共に、それぞれの回転数（回転速度）の間の関係を一定の共線関係に保ちつつ回転する。
【００６６】
サンギヤ９ｓは、第１主入力軸１１と連動して回転するように、該第１主入力軸１１の電動機３側の一端部に固定され、該第１主入力軸１１に連結されている。さらに、サンギヤ９ｓは、エンジン２側の反対側でロータ３ａと固定されている。これにより、サンギヤ８ｓ、第１主入力軸１１及びロータ３ａは連動して回転する。
【００６７】
リングギヤ９ｒは、電動機３のロータ３ａと連動して回転するように該ロータ３ａの内側に連結されている。そして、リングギヤ９ｒは、リングギヤ同期装置（シンクロメッシュ機構）ＳＬにより、不動部であるハウジング３１に対して固定する状態と、非固定状態とを切換自在に構成されている。
【００６８】
リングギヤ同期装置ＳＬは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブをリングギヤ９ｒの回転軸方向に移動させることによって、リングギヤ９ｒをハウジング３１に選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、リングギヤ９ｒは固定状態になる。スリーブが中立位置に位置するとき、リングギヤ９ｒは非固定状態となる（以下、この状態を「中立状態」という）。
【００６９】
キャリア９ｃは、３速ギヤ１８ａと連動して回転するように、該３速ギヤ１８ａの電動機３側の一端部に固定され、該３速ギヤ１８ａに連結されている。
【００７０】
さらに、後退アイドル軸２５に対して、補機５の入力軸５ａが平行に配置されている。そして、後退アイドル軸２５と補機５の入力軸５ａとは、ベルト機構３２を介して接続されている。このベルト機構３２は、後退アイドル軸２５上に固定されたギヤ２５ｃと入力軸５ａ上に固定されたギヤ５ｂとがベルト３２ａを介して連結されて構成されている。補機５の入力軸５ａには、補機用クラッチ３３が介設されており、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとが補機用クラッチ３３を介して同軸心に連結されている。
【００７１】
補機用クラッチ３３は、ＥＣＵ８の制御の下で、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとの間を接続又は遮断するように動作するクラッチである。補機用クラッチ３３を接続状態に動作させると、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとが互いに一体に回転するように補機用クラッチ３３を介して接続される。また、補機用クラッチ３３を遮断状態に動作させると、該補機用クラッチ３３によるギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとの間の接続が解除される。この状態では、後退アイドル軸２５を介しての第１主入力軸１１から補機５の入力軸５ａへの動力伝達が遮断される。
【００７２】
本実施形態では、動力伝達装置１の主要な動作モードとして、エンジン２のみを車両の動力発生として走行するエンジン走行モードと、電動機３のみを車両の動力発生として走行するＥＶ走行モードと、エンジン２と電動機３との双方を運転して走行するＨＥＶ走行モードとがある。ＨＥＶ走行モードには、エンジン２の出力に電動機３の出力を加えて走行するアシスト走行モードと、エンジン２の出力を電動機３に分配して電動機３が回生運転を行いながら走行する回生走行モードとがある。回生走行モードでは、電動機３の回生運転によりバッテリ７が充電を行われる。ＥＶ走行モードでは、バッテリ７に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機３が動力を出力する。
【００７３】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ８が車両のアクセル操作量や車速等から所定のマップ等を用いて車両の要求動力（要求駆動力）を設定し、この要求動力に応じて、各走行モードや変速段を選択する。さらに、ＥＣＵ８は、選択した走行モードや変速段等に応じて、動力伝達装置１を制御する。
【００７４】
例えば、ＥＣＵ８は、エンジン２を適正運転領域、例えば燃費が良好となる領域で運転させたときに該エンジン２から出力された動力（以下、この動力を「適正運転動力」という）が要求動力に満たないとき、アシスト走行モードを選択する。このとき、ＥＣＵ８は、要求動力に対する不足分をバッテリ７から動力が供給されるように制御する。ただし、不足分を補うために、定格出力又は最高回転数を超えて電動機３を運転させる必要が生じる場合、電動機３を定格出力又は最高回転数で運転させ、エンジン２の出力を増加させる。
【００７５】
また、ＥＣＵ８は、適正運転動力が要求動力を超えるとき、回生走行モードを選択し、ギヤ等による伝達ロスを除いた差分の動力（エネルギー）をバッテリ７に充電させる。ＥＣＵ８は、バッテリ７の充電レベル（ＳＯＣ）が小さいときも、バッテリ７の充電を促進するために、回生走行モードを選択し、エンジン２の出力を増加させる。
【００７６】
次に、本実施形態の動力伝達装置１の各変速段について図１及び図３を参照して説明する。上述したように、本実施形態の動力伝達装置１は、変速比の異なる複数の変速段の各ギヤ対を介して入力軸の回転速度を複数段に変速して出力軸１７に出力するように構成されている。つまり、本実施形態の動力伝達装置１は有段変速機を有する。動力伝達装置１は、前進５段後進１段の変速段を確保している。動力伝達装置１では、変速段が大きいほど変速比が小さいように規定されている。
【００７７】
エンジン始動時、第１クラッチＣ１を接続状態にして、電動機３を駆動し、エンジン２を始動させる。即ち、電動機３はスタータとしての機能を兼ね備えている。
【００７８】
〔１速段〕
１速段（擬似１速段）は、リングギヤ同期装置ＳＬにより、リングギヤ９ｒとハウジング３１とを連結した状態（固定状態）とし、第１同期装置Ｓ１、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。１速段は、後述する２速段よりもギヤ比が低い変速段に相当する。エンジン２により走行する場合には、第２クラッチＣ２を遮断状態（以下、ＯＦＦ状態という）、第１クラッチＣ１を接続状態（以下、ＯＮ状態という）にする。
【００７９】
これにより、エンジン２から出力された動力は、サンギヤ９ｓに伝達され、サンギヤ９ｓは正転される（回転数Ｎｅ）。リングギヤ９ｒは固定状態であるので、図４に示すように、キャリア９ｃは正転する。このとき、キャリア９ｃの回転（回転数Ｎｃ）はリングギヤ９ｒの反力によりサンギヤ９ｓの回転より減速される。そして、エンジン２から出力される動力は、第１主入力軸１１、サンギヤ９ｓ及びキャリア９ｃを経由して、その後、３速ギヤ対２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達され、１速段が確立される。このため、特許文献１に記載の伝動装置に対して、同数の変速ギヤ対を有する場合、変速段を１速段分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。なお、図４は共線図であり、正転方向を「＋」で、逆転方向を「−」でそれぞれ表している。
【００８０】
なお、エンジン２を駆動させると共に、電動機３を駆動させれば、１速段での電動機３によるアシスト走行（エンジン２の駆動力を電動機３で補助する走行）を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、キャリア９ｃ、３速ギヤ対２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とすれば、電動機３のみで走行するＥＶ走行を行うこともできる。
【００８１】
また、減速回生運転中では、電動機３を制動することにより車両を減速状態として電動機３で発電させ、ＰＤＵ６を介してバッテリ７に充電させることができる。
【００８２】
また、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とし、第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態とし、エンジン２の駆動により１速段で走行中、ＥＣＵ８が車両の走行状態により２速段へアップシフトが予想されると判断した場合に、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより１速段から２速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な１速段２速段準備状態となる。
【００８３】
〔２速段〕
２速段は、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態とし、第１同期装置Ｓ１、リングギヤ同期装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第２クラッチＣ２をＯＮ状態とする。この２速段では、エンジン２から出力される駆動力は、第２主入力軸１２、ギヤ対１５、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、２速ギヤ対２２、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。
【００８４】
また、エンジン２の駆動により２速段で走行中、ＥＣＵ８が車両の走行状態により１速段へダウンシフトが予想されると判断した場合に、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより２速段から１速段へのダウンシフトをスムーズに行うことが可能な２速段１速段準備状態となる。
【００８５】
さらに、この状態で、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ対２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、この状態でエンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。エンジン２による駆動を止める場合には、例えばエンジン２をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
【００８６】
また、エンジン２の駆動により２速段で走行中、ＥＣＵ８が車両の走行状態により３速段へアップシフトが予想されると判断した場合に、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより２速段から３速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な２速段３速段準備状態となる。
【００８７】
さらに、この状態で、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ対２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、この状態でエンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。エンジン２による駆動を止める場合には、例えばエンジン２をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
【００８８】
〔３速段〕
３速段は、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態とし、第２同期装置Ｓ２、リングギヤ同期装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とする。この３速段では、エンジン２から出力される駆動力は、第１主入力軸１１、３速ギヤ対２０、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。
【００８９】
なお、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、３速段での電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ対２０、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とし、ＥＶ走行を行うこともできる。また、ＥＶ走行時に、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とし、エンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。又、３速段で減速回生運転を行うことができる。
【００９０】
３速段で走行中、ＥＣＵ８が車両の走行状態に基づいて、次に変速される変速段が２速段又は４速段であるかを予測する。ＥＣＵ８が、２速段へのダウンシフトを予想した場合には、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、３速段から２速段へのウンシフトをスムーズに行うことが可能な３速段１速段準備状態となる。
【００９１】
また、３速段で走行中、ＥＣＵ８が、４速段へのアップシフトを予想した場合には、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、３速段から４速段へのアップシフトをスムーズに行うことが可能な３速段４速段準備状態となる。
【００９２】
〔４速段〕
４速段は、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態とし、第１同期装置Ｓ１、リングギヤ同期装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第２クラッチＣ２をＯＮ状態とする。この４速段では、エンジン２から出力される駆動力が、第２主入力軸１２、ギヤ対１５、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、４速ギヤ対２３、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。
【００９３】
また、エンジン２の駆動により４速段で走行中、ＥＣＵ８が車両の走行状態に基づいて、次に、変速される変速段が３速段又は５速段であるかを予測する。ＥＣＵ８が、３速段へのダウンシフトを予想した場合には、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより４速段から３速段へのダウンシフトをスムーズに行うことがことが可能な４速段３速段準備状態となる。
【００９４】
さらに、この状態で、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、３速ギヤ対２０、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、この状態でエンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。エンジン２による駆動を止める場合には、例えばエンジン２をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
【００９５】
また、エンジン２の駆動により４速段で走行中、ＥＣＵ８が、５速段へのアップシフトを予想した場合には、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態、又は、この状態に近づけるプリシフト状態とする。これにより、４速段から５速段へのアップシフトをスムーズに行うことがことが可能な４速段５速段準備状態となる。
【００９６】
さらに、この状態で、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、５速ギヤ対２１、出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、この状態でエンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。エンジン２による駆動を止める場合には、例えばエンジン２をフューエルカット状態や休筒状態としてもよい。又、減速回生運転を行うことができる。
【００９７】
〔５速段〕
５速段は、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態とし、第２同期装置Ｓ２、リングギヤ同期装置ＳＬ及び後退同期装置ＳＲを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とする。この５速段では、エンジン２から出力される駆動力が、第１主入力軸１１、５速ギヤ対２１、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。
【００９８】
なお、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、５速段での電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、５速ギヤ対２１、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。さらに、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とし、ＥＶ走行を行うこともできる。又、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とし、エンジン２による駆動を止めて、ＥＶ走行を行うこともできる。又、５速段で減速回生運転を行うことができる。
【００９９】
５速段で走行中、ＥＣＵ８が車両の走行状態に基づいて、次に変速される変速段が４速段であると判断した場合に、ＥＣＵ８が、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態、又はこの状態に近づけたプリシフト状態とする。これにより、５速段から４速段へのダウンシフトをスムーズに行うことがことが可能な５速段４速段準備状態となる。
【０１００】
〔後進段〕
後進段は、後退同期装置ＳＲを、後退軸２４と後退ギヤ２５ａとを連結させた状態とし、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態とし、第１同期装置Ｓ１及びリングギヤ同期装置ＳＬを中立状態とすることで確立される。エンジン２により走行する場合には、第１クラッチＣ１をＯＮ状態とする。この後進段では、エンジン２から出力される駆動力は、第１主入力軸１１、後退ギヤ対２６、後退アイドル軸２５、後退軸２４、後退ギヤ対２７、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、２速ギヤ対２２、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。
【０１０１】
なお、エンジン２を駆動させると共に電動機３を駆動させれば、後進段での電動機３によるアシスト走行を行うこともできる。この場合、電動機３から出力される駆動力は、サンギヤ９ｓ、第１主入力軸１１、後退ギヤ対２６、後退アイドル軸２５、後退軸２４、後退ギヤ対２７、アイドル軸１４、ギヤ対１６、副入力軸１３、２速ギヤ対２２、及び出力軸１７等を介して駆動輪４，４に伝達される。また、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態とすることで、ＥＶ走行を行うこともできる。後進段で減速回生運転を行うことができる。
【０１０２】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置５０を図面を参照して説明する。動力伝達装置４０は、第１実施形態に係る動力伝達装置１と類似するので、相違点についてのみ説明する。
【０１０３】
動力伝達装置４０は、前進７段後進１段の変速段を確保しており、動力伝達装置１に対して前進２段の変速段が追加されている。
【０１０４】
第１主入力軸１１Ａ上には、第１同期装置（シンクロメッシュ機構）Ｓ１を介して、出力軸１７と選択的に連結される複数のギヤ１８ａ，１８ｂ，１８ｃからなる第１ギヤ群１８が設けられている。
【０１０５】
図５を参照して、第１主入力軸１１Ａ上には、２つの同期装置（シンクロメッシュ機構）、即ち第１同期装置Ｓ１及び第３同期装置Ｓ３を介して、出力軸１７Ａと選択的に連結される複数のギヤ１８ａ，１８ｂ，１８ｃからなる第１ギヤ群が設けられている。
【０１０６】
第１同期装置Ｓ１はスリーブを第１主入力軸１１Ａの軸方向に移動させることによって、３速ギヤ１８ａ又は７速ギヤ１８ｃを第１主入力軸１１と選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、３速ギヤ１８ａと第１主入力軸１１Ａとが連結される。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、７速ギヤ１３ｃと第１主入力軸１１Ａとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、３速ギヤ１８ａと７速ギヤ１３ｃとの双方が第１主入力軸１１Ａから遮断される。
【０１０７】
第３同期装置Ｓ３はスリーブを第１主入力軸１１Ａの軸方向に移動させることによって、５速ギヤ１８ｂを第１主入力軸１１Ａと選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、５速ギヤ１８ｂと第１主入力軸１１Ａとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、５速ギヤ１８ｂが第１主入力軸１１Ａから遮断される。
【０１０８】
副入力軸１３Ａ上にも、２つの同期装置（シンクロメッシュ機構）、即ち第２同期装置Ｓ２及び第４同期装置Ｓ４を介して、副入力軸１３Ａと出力軸１７とを選択的に連結する複数のギヤ１９ａ，１９ｂ，１９ｃからなる第２ギヤ群が設けられている。
【０１０９】
第２同期装置Ｓ２はスリーブを副入力軸１３Ａの軸方向に移動させることによって、２速ギヤ１９ａ又は６速ギヤ１９ｃを副入力軸１３Ａと選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から左側へ移動した場合、２速ギヤ１９ａと副入力軸１３Ａとが連結される。一方、スリーブが中立位置から右側へ移動した場合、６速ギヤ１９ｃと副入力軸１３Ａとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、２速ギヤ１９ａと６速ギヤ１９ｃとの双方が副入力軸１３Ａから遮断される。
【０１１０】
第４同期装置Ｓ４はスリーブを副入力軸１３Ａの軸方向に移動させることによって、４速ギヤ１９ｂを副入力軸１３Ａと選択的に連結させる。スリーブが図示の中立位置から右側へ移動した場合、４速ギヤ１９ｂと副入力軸１３Ａとが連結される。スリーブが中立位置に位置するとき、４速ギヤ１９ｂが副入力軸１３Ａから遮断される。
【０１１１】
副入力軸１３Ａと出力軸１７Ａとは、３速ギヤ対２０、５速ギヤ対２１及び７速ギヤ対４１を介して結合されている。７速ギヤ対４１は、７速ギヤ１８ｃと出力軸１７Ａ上に固定されたギヤ１７ｅとが噛合して構成されている。
【０１１２】
副入力軸１３Ａと出力軸１７Ａとは、２速ギヤ対２２、４速ギヤ対２３及び６速ギヤ対４２を介して結合されている。６速ギヤ対４２は、６速ギヤ１９ｃと出力軸１７Ａ上に固定されたギヤ１７ｅとが噛合して構成されている。なお、本実施形態において、出力軸１７Ａ上に配置された低速ギヤ１７ａ、高速ギヤ１７ｂ及びギヤ１７ｅが本発明の第３ギヤ群に相当する。
【０１１３】
このように構成された動力伝達装置１Ａは、各同期装置Ｓ１〜Ｓ４，ＳＲ，ＳＬの設定状態に応じて、変速比の異なる複数の変速段の各ギヤ対を介して入力軸の回転速度を複数段に変速して出力軸１７Ａに出力する。動力伝達装置４０のエンジン走行モードにおける各変速段における各部の動作状態を図６の表に示すが、その詳細な説明は省略する。
【０１１４】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置５０を図面を参照して説明する。第１実施形態に係る動力伝達装置１と同等の構成要素に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１１５】
図７を参照して、エンジン２の出力軸２ａには、エンジン２からの動力が選択的に入力され、同軸心に配置される２本の主入力軸、すなわち第１主入力軸５１及び第２主入力軸５２が連結されている。第１主入力軸５１は、エンジン２側から電動機３側に亘って延在しており、そのエンジン２側の外側に、中空に形成された第２主入力軸５２が回転自在に設けられている。第１主入力軸５１は、第１クラッチＣ１により、エンジン２の出力軸２ａと接続、遮断される。第２主入力軸５２は、第２クラッチＣ２により、エンジン２の出力軸２ａと接続、遮断される。
【０１１６】
主入力軸５１，５２に対して、２本の副入力軸、すなわち第１副入力軸５３及び第２副入力軸５４がそれぞれ平行に配置されている。そして、第１主入力軸５１と第１副入力軸５３とは、減速ギヤ対５５を介して常時結合されている。この減速ギヤ対５５は、第１主入力軸５１上に固定されたギヤ５１ａと第１副入力軸５３上に固定されたギヤ５３ａとが噛合して構成されており、第１主入力軸５１に伝達された動力を減速して第１副入力軸５３に伝達する。
【０１１７】
また、第２主入力軸５２と第２副入力軸５４とは、増速ギヤ対５６を介して常時結合されている。この増速ギヤ対５６は、第２主入力軸５２上に固定されたギヤ５２ａと第２副入力軸５４上に固定されたギヤ５４ａとが噛合して構成されており、第２主入力軸５２に伝達された動力を増速して第２副入力軸５４に伝達する。なお、第１副入力軸５３、第２副入力軸５４の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【０１１８】
第１クラッチＣ１は、ＥＣＵ８の制御の下で、エンジン２の出力軸２ａが第１主入力軸５１及び減速ギヤ対５５を介して第１副入力軸５３と結合又は遮断するように動作するクラッチ機構である。第２クラッチＣ２は、ＥＣＵ８の制御の下で、エンジン２の出力軸２ａが第２主入力軸５２及び増速ギヤ対５６を介して第２副入力軸５４と接続又は遮断するように動作するクラッチ機構である。
【０１１９】
第１クラッチＣ１を接続状態に動作させると、第１副入力軸５３が第１主入力軸５１及び減速ギヤ対５５を介して出力軸２ａと結合される。この状態では、出力軸２ａから第１副入力軸５３への動力伝達のみが可能となり、出力軸２ａから第２副入力軸５４への動力伝達は遮断される。また、第２クラッチＣ２を接続状態に動作させると、第２副入力軸５４が第２主入力軸５２及び増速ギヤ対５６を介して出力軸２ａと結合される。この状態では、出力軸２ａから第２副入力軸５４への動力伝達のみが可能となり、出力軸２ａから第１副入力軸５３への動力伝達は遮断される。
【０１２０】
なお、これらのクラッチＣ１，Ｃ２は乾式クラッチであることが好ましい。この場合、これらのクラッチＣ１，Ｃ２が湿式クラッチである場合に比べて、断接時間が短縮できると共に、断接手段を小型化することが可能となる。なお、エンジンブレーキ等により発生する動力の変化によるショックは、電動機３の制御により抑えることができる。
【０１２１】
主入力軸５１，５２に対して、出力軸５７が同軸心に配置されている。実施形態では、第１主入力軸５１の電動機３側の外側に、中空に形成された出力軸５７が回転自在に設けられている。そして、出力軸５７と第１副入力軸５３とは、奇数速ギヤ列５８を介して結合されている。この奇数速ギヤ列５８は、出力軸５７上に固定された第１ギヤ５７ａと第１副入力軸５３上に回転自在に設けられた３速ギヤ５３ｂとが噛合する３速ギヤ対５９と、出力軸５７上に固定された第２ギヤ５７ｂと第１副入力軸５３上に回転自在に設けられた５速ギヤ５３ｃとが噛合する５速ギヤ対６０とから構成されている。
【０１２２】
また、出力軸５７と第２副入力軸５４とは、偶数速ギヤ列６１を介して結合されている。この偶数速ギヤ対６１は、出力軸５７上に固定された前記第１ギヤ５７ａと第２副入力軸５４上に回転自在に設けられた２速ギヤ５４ｂとが噛合する２速ギヤ対６２と、出力軸５７上に固定された前記第２ギヤ５７ｂと第２副入力軸５４上に回転自在に設けられた４速ギヤ５４ｃとが噛合する４速ギヤ対６３とから構成されている。
【０１２３】
本実施形態において、第１副入力軸５３上に配置された３速ギヤ５３ｂと５速ギヤ５３ｃとが本発明の第１ギヤ群に、第２副入力軸５４上に配置された２速ギヤ５４ｂと４速ギヤ５４ｃとが本発明の第２ギヤ群に、出入力軸５７上に配置された第１ギヤ５７ａと第２ギヤ５７ｂとが本発明の第３ギヤ群に、それぞれ相当する。なお、第１主入力軸５１を外挿する第２主入力軸５２及び出力軸５７は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【０１２４】
第１副入力軸５３には、３速ギヤ５３ｂ又は５速ギヤ５３ｃと第１副入力軸５３との連結、切断を切替可能な第１同期装置Ｓ１が設けられている。第１同期装置Ｓ１は、スリーブを第１副入力軸５３の軸方向に移動させることによって、３速ギヤ５３ｂ又は５速ギヤ５３ｃを第１副入力軸５３と選択的に連結させる。スリーブが図中右側へ移動した場合、３速ギヤ５３ｂと第１副入力軸５３とが連結され、第１副入力軸５３と出力軸５７とは３速ギヤ対５９によって結合され、３速段が確立される。一方、スリーブが図中左側へ移動した場合、５速ギヤ５３ｃと第１副入力軸５３とが連結され、第１副入力軸５３と出力軸５７とは５速ギヤ対６０によって結合され、５速段が確立される。スリーブが図中の中立位置に位置するとき、３速ギヤ５３ｂと５速ギヤ５３ｃとの双方が第１副入力軸５３から遮断される。
【０１２５】
第２副入力軸５４には、２速ギヤ５４ｂ又は４速ギヤ５４ｃと第２副入力軸５４との連結、切断を切替可能な第２同期装置Ｓ２が設けられている。第２同期装置Ｓ２は、スリーブを第２副入力軸５４の軸方向に移動させることによって、２速ギヤ５４ｂ又は４速ギヤ５４ｃを第２副入力軸５４と選択的に連結させる。スリーブが図中右側へ移動した場合、２速ギヤ５４ｂと第２副入力軸５４とが連結され、第２副入力軸５４と出力軸５７とは２速ギヤ対６２によって結合され、２速段が確立される。一方、スリーブが図中左側へ移動した場合、４速ギヤ５４ｃと第２副入力軸５４とが連結され、第２副入力軸５４と出力軸５７とは４速ギヤ対６３によって結合され、４速段が確立される。スリーブが図中の中立位置に位置するとき、２速ギヤ５４ｂと４速ギヤ５４ｃとの双方が第２副入力軸５４から遮断される。
【０１２６】
差動回転機構９のサンギヤ９ｓは、第１主入力軸５１と連動して回転するように、該第１主入力軸５１の電動機３側の一端部に固定され、該第１主入力軸５１に連結されている。第１主入力軸５１は減速ギヤ対５５を介して第１副入力軸５３に結合されているので、サンギヤ９ｓは、第１主入力軸５１及び減速ギヤ対５５を介して第１副入力軸５３に常に接続されていることになる。
【０１２７】
リングギヤ９ｒは、電動機３のロータ３ａと連動して回転するように該ロータ３ａの内側に連結されている。
【０１２８】
キャリア９ｃは、出力軸５７と連動して回転するように、該出力軸５７の電動機３側の一端部に固定され、該出力軸５７に連結されている。
【０１２９】
ここで、第２副入力軸５４は増速ギヤ対５６を介して第２主入力軸５２に結あ合されているが、該第２主入力軸５２は差動回転機構９の回転要素９ｓ，９ｒ，９ｃの何れも接続されていない。従って、第２副入力軸５４は差動回転機構９を介することなく動力を出力軸５７に伝達可能となっている。
【０１３０】
第１主入力軸５１、ひいては出力軸５７に対して、カウンタ軸６４が平行に配置されている。そして、出力軸５７とカウンタ軸６４とは、カウンタギヤ対６５を介して結合されている（図８参照）。このカウンタギヤ対６５は、出力軸５７上に固定された前記第１ギヤ５７ａとカウンタ軸６４上に固定されたギヤ６４ａとが噛合して構成されている。
【０１３１】
カウンタ軸６４は、駆動輪４，４の間の差動歯車ユニット３０を介して該駆動輪４，４に連結されている。差動歯車ユニット３０のギヤ３０ｂに、カウンタ軸６４上に固定されたギヤ６４ｂが噛合されている。これにより、カウンタ軸６４は、駆動輪４，４と連動して回転するように、差動歯車ユニット３０を介して駆動輪４，４に連結されている。また、カウンタ軸６４上には、図示しないパーキング機構のギヤと噛合するパーキングギヤ６４ｃも固定されている。なお、カウンタ軸６４の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【０１３２】
第１主入力軸５１、ひいては第２主入力軸５２に対して、後退軸６８が平行に配置されている。そして、第２主入力軸５１と後退軸６８とは、後退ギヤ対６９を介して結合されている（図８参照）。この後退ギヤ対６９は、第２主入力軸５２上に固定された前記ギヤ５４ａと後退軸６８上に回転自在に設けられたギヤ６８ａとが噛合して構成されている。なお、後退軸６８の両端部は、それぞれ図示しない軸受に回転自在に支持されている。
【０１３３】
後退軸６８には、該後退軸６８上に回転自在に設けられたギヤ６８ａとギヤ６８ｂとの連結、切断を切替可能な後退同期装置ＳＲが設けられている。このギヤ６８ｂと第１主入力軸５１上に固定された前記ギヤ５１ａとが噛合して、後退ギヤ対７０が構成されている。
【０１３４】
後退同期装置ＳＲは、周知のものであり、図示しないアクチュエータ及びシフトフォークにより、スリーブを後退軸６８の軸方向に移動させることによって、ギヤ６８ａとギヤ６８ｂとの連結、切断を行う。スリーブが図中に示す位置に存する場合、ギヤ６８ａとギヤ６８ｂとは切断されている。スリーブが図中左側へ移動した場合、ギヤ６８ａとギヤ６８ｂとが連結され、第１主入力軸５１と第２副入力軸５４とが後退ギヤ対６９，７０を介して接続される。
【０１３５】
後退同期装置ＳＲによりギヤ６８ａとギヤ６８ｂとを連結すると、エンジン２の駆動時に出力軸２ａが回転する方向（以下、「正転方向」という）に回転する（以下、「正転する」という）第２主入力軸５２の回転が反転されて第１主入力軸５１に伝達され、該第１主入力軸５１は正転方向と反対方向（以下、「逆転方向」という）に回転する（以下、「逆転する」という）。
【０１３６】
なお、後退同期装置ＳＲによりギヤ６８ａとギヤ６８ｂとを連結すると、エンジン２の出力軸２ａが正転している場合、車軸３１，３１は逆転し、駆動輪４，４は車両を後退方向させる方向に回転する。他方、ギヤ６８ａとギヤ６８ｂとの連結が遮断されると、エンジン２の出力軸２ａが正転している場合、車軸３１，３１は正転し、駆動輪４，４は車両を前進方向させる方向に回転する。
【０１３７】
さらに、第１副入力軸５３に対して、補機５の入力軸５ａが平行に配置されている。そして、第１副入力軸５３と補機５の入力軸５ａとは、ベルト機構７１を介して接続されている。このベルト機構７１は、第１副入力軸５３上に固定されたギヤ５３ｄと入力軸５ａ上に固定されたギヤ５ｂとがベルト７１ａを介して連結されて構成されている。補機５の入力軸５ａには、補機用クラッチ３３が介設されており、ギヤ５ｂと補機５の入力軸５ａとが補機用クラッチ３３を介して同軸心に連結されている。
【０１３８】
以上のように構成された動力伝達装置５０において、エンジン２の出力軸２ａから出力された動力は、第１主入力軸５１から減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３を介して出力軸５７に伝達される第１の動力伝達経路と、第２主入力軸５２から増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４を介して出力軸５７に伝達される第２の動力伝達経路との何れかを経由して、駆動輪４，４に伝達される。
【０１３９】
また、エンジン２の出力軸２ａから出力された動力は、第１主入力軸５１からサンギヤ９ｓに、又は／及び出力軸５７を介してキャリア９ｃに伝達されて差動回転機構９に入力される。電動機３から出力された動力は、リングギヤ９ｒに伝達されて差動回転機構９に入力される。そして、差動回転機構９でこれら入力された動力が合成されて、出力軸５７を介して駆動４，４に伝達され、エンジン２から差動回転機構９を介することなく出力軸５７に伝達される動力を補助（アシスト）する。なお、リングギヤ９ｒが逆転するときは、電動機３で回生運転が行われることになる。
【０１４０】
次に、本実施形態の動力伝達装置５０の作動を説明する。動力伝達装置５０は、種々様々の動作モードを有する。図９、図１１乃至図２５は、これらの各種類の動作モードにおける動力伝達装置５０の動作状態を視覚的に示している。これらの図では、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び補機用クラッチ３３の動作状態を、接続状態（以下、「ＯＮ状態」という）となる場合には、各クラッチＣ１，Ｃ２，３３を太線で示し、遮断状態（以下、「ＯＦＦ状態」という）となる場合に、各クラッチＣ１，Ｃ２，３３を通常の実線で示している。また、各動作モードにおいて、他の構成要素と連結して回転する動力伝達装置５０の構成要素を太線で示している。
【０１４１】
本実施形態では、動力伝達装置５０の主要な動作モードとして、エンジン２のみを車両の動力発生として走行するエンジン走行モードと、電動機３のみを車両の動力発生として走行するＥＶ走行モードと、エンジン２と電動機３との双方を運転して走行するＨＥＶ走行モードとがある。ＨＥＶ走行モードには、エンジン２の出力に電動機３の出力を加えて走行するアシスト走行モード（合成走行モード）と、エンジン２の出力を電動機３に分配して電動機３が回生運転を行いながら走行する回生走行モードとがある。回生走行モードでは、電動機３の回生運転によりバッテリ７が充電を行われる。ＥＶ走行モードでは、バッテリ７に蓄積された電気エネルギーを消費して電動機３が動力を出力する。
【０１４２】
そして、本実施形態では、ＥＣＵ８が車両のアクセル操作量や車速等から所定のマップ等を用いて車両の要求動力（要求駆動力）を設定し、この要求動力に応じて、各走行モードや変速段を選択する。さらに、ＥＣＵ８は、選択した走行モードや変速段等に応じて、動力伝達装置１を制御する。
【０１４３】
例えば、ＥＣＵ８は、エンジン２を適正運転領域、例えば燃費が良好となる領域で運転させたときに該エンジン２から出力され差動回転機構９に入力される動力（以下、「適正運転動力」という）が要求動力に満たないとき、アシスト走行モードを選択する。このとき、ＥＣＵ８は、要求動力に対する不足分をバッテリ７から電力が供給されるように制御する。ただし、不足分を補うために、定格出力又は最高回転数を超えて電動機３を運転させる必要が生じる場合、電動機３を定格出力又は最高回転数で運転させ、エンジン２の出力を増加させる。
【０１４４】
また、ＥＣＵ８は、適正運転動力が要求動力を超えるとき、回生走行モードを選択し、ギヤ等による伝達ロスを除いた差分の動力（エネルギー）をバッテリ７に充電させる。ＥＣＵ８は、バッテリ７の充電レベル（ＳＯＣ）が小さいときも、バッテリ７の充電を促進するために、回生走行モードを選択し、エンジン２の出力を増加させる。
【０１４５】
［１速段発進、走行］
図１０は１速段（擬似１速段）における動力伝達装置１の動作状態を示している。なお、１速段とは、後述する２速段よりもギヤ比が低い変速段である。１速段の前進状態では、ＥＣＵ８は、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲを中立状態に設定する（動作させる、又は維持する）。
【０１４６】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力（回転数Ｎｅ）は、第１クラッチＣ１及び第１主入力軸５１を介してサンギヤ９ｓに伝達されるが、第１副入力軸５３及び第２副入力軸５４からは出力軸５７には伝達されない状態となる。このとき、出力軸５７は、カウンタ軸６４等を介して車軸３１，３１に接続されているので、駆動輪４，４が静止しているとその摩擦抵抗により、サンギヤ９ｓの正転によりキャリア９ｃが回転しようとしても、該キャリア９ｃは回転しない。そのため、図１０に実線で示すように、リングギヤ９ｒは、回転数Ｎｒで逆転し、電動機３は回生運転を行い、バッテリ７を充電する。
【０１４７】
このように、エンジン２がアイドリング状態であり空転しているとき、電動機３が回生運転することによって、エンジン２が出力した動力をバッテリ７に電気エネルギーとして充電することができ、省エネルギーとなる。また、従来、クラッチにスベリ機構を設けてエンジン２が発生させた動力を吸収していたが、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２にスベリ機構を設ける必要がなくなり、これらのクラッチＣ１，Ｃ２を小型化できる。なお、図１０は共線図であり、正転方向を「＋」で、逆転方向を「−」でそれぞれ表している。
【０１４８】
この状態から、ＥＣＵ８は、電動機３のステータ３ｂにバッテリ７から電力を供給させ、ステータ３ｂで発生する回転磁界を正転させる。これにより、ステータ３ｂからロータ３ａを正転させるように作用するトルクが伝達され、リングギヤ９ｒを正転させる方向に動力が作用する。そして、エンジン２がサンギヤ９ｓを正転させる動力と電動機３がリングギヤ９ｒを正転させる動力により、プラネタリギヤ９ｐが正転し、図１０に一点鎖線で示すように、前記摩擦抵抗に抗してキャリア９ｃが正転する。このキャリア９ｃの正転に連動して出力軸５７が正転し、車軸３１，３１が正転する。これにより、エンジン２と電動機３の動力が合成された１速段の前進状態で駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。このように、動力伝達装置５０は、１速段のアシスト走行モードで車両を発進、走行させることが可能である。
【０１４９】
一方、前記状態から、エンジン２の出力軸２ａからの動力（回転数Ｎｅ）を上昇させると、図１０に点線で示すように、リングギヤ９ｒが逆転したまま、前記摩擦抵抗に抗してキャリア９ｃが正転する。このキャリア９ｃの正転に連動して出力軸５７が正転し、車軸３１，３１が正転する。このとき、リングギヤ９ｒは逆転するため、電動機２は回生運転状態であり、バッテリ７で充電が行われている。これにより、電動機３が回生運転を行いながら、エンジン２の動力のみによって１速段の前進状態で駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。このように、動力伝達装置５０は、１速段の回生走行モードで車両を発進、走行させることが可能である。
【０１５０】
従って、動力伝達装置１は、アシスト走行モードと回生走行モードと異なる走行モードで、１速段の発進、走行を行うことが可能となっている。よって、要求動力、バッテリ７の充電レベル等に応じて、発進時の走行モードを適宜使い分けることができる。なお、サンギヤ９ｓに伴い第１主入力軸５１が正転し、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、ベルト機構７１及び補機用クラッチ３３を介して補機５の入力軸５ａに動力が伝達される。
【０１５１】
このように、第１同期装置Ｓ１及び第２同期装置Ｓ２を中立状態に動作させた状態で、発進、走行することができる。このため、特許文献１に記載の伝動装置に対して、同数の変速段ギヤ対を有する場合、変速段を１速分多く備えることになり、軸方向の長さを抑えることが可能となる。
【０１５２】
［後退発進、走行］
図１１は後進段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。後進段の前進状態では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１及び第２同期装置Ｓ２を中立状態に、後退同期装置ＳＲを後退段確定状態に設定する。
【０１５３】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第２クラッチＣ２、第２主入力軸５２、増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４、及び後退ギヤ対６９，７０を介して第１主入力軸５１に伝達され、該第１主入力軸５１は逆転する。そして、前記１速段発進、走行時と同様に、ＥＣＵ８は、電動機３のステータ３ｂにバッテリ７から電力を供給させ、ステータ３ｂで発生する回転磁界を逆転させるように制御を行う。これにより、エンジン２がサンギヤ９ｓを逆転させる動力と電動機３がリングギヤ９ｒを逆転させる動力により、プラネタリギヤ９ｐが逆転してキャリア９ｃが逆転する。そして、これに連動して車軸３１，３１が逆転し、エンジン２と電動機３の動力が合成された状態で駆動輪４，４が車両の後進方向に回転する。このように、動力伝達装置５０は、アシスト走行モードで車両を後進させることが可能である。
【０１５４】
一方、エンジン２の出力軸２ａからの動力を上昇させると、リングギヤ９ｒが正転したまま、キャリア９ｃが逆転する。このキャリア９ｃの逆転に連動して車軸３１，３１が逆転する。このとき、リングギヤ９ｒは正転するため、電動機３は回生運転を行い、バッテリ７で充電が行われている。これにより、電動機３が回生運転を行いながら、エンジン２の動力のみによって駆動輪４，４が車両の後進方向に回転する。このように、動力伝達装置５０は、回生走行モードで車両を後進させることが可能である。
【０１５５】
従って、動力伝達装置５０は、アシスト走行モードと回生走行モードと異なる走行モードで、車両を後進させることが可能となっている。よって、要求動力、バッテリ７の充電レベル等に応じて、後進時の走行モードを適宜使い分けることができる。
【０１５６】
［エンジン走行モード、２速段］
図１２はエンジン走行モードの２速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。エンジン走行モードの２速段では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１及び後退同期装置ＳＲを中立状態に、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態に設定する。
【０１５７】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第２クラッチＣ２、第２主入力軸５２、増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４、２速ギヤ対６２、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される。このとき、出力軸５７に伴ってキャリア９ｃは正転するが、サンギヤ９ｓ及びリングギヤ９ｒは動力を受けていないので、サンギヤ９ｓはプラネタリギヤ９ｐと供回りして正転し、リングギヤ９ｒは回転せず、電動機３は力行運転も回生運転も行わない。これにより、エンジン２の動力のみによって２速段の前進状態で駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。なお、サンギヤ９ｓに伴い第１主入力軸５１が正転し、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、ベルト機構７１及び補機用クラッチ３３を介して補機５の入力軸５ａに動力が伝達される。
【０１５８】
［ＨＥＶ走行モード、２速段］
図１３はアシスト走行モードの２速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。アシスト走行モードの２速段では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１及び後退同期装置ＳＲを中立状態に、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態に、電動機３をロータ３ａが正転するように設定する。
【０１５９】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、前記エンジン走行モードの２速段と同様に、第２クラッチＣ２、第２主入力軸５２、増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４、２速ギヤ対６２、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される。このとき、エンジン２からの動力により正転する出力軸５７に伴ってキャリア９ｃは正転するが、ロータ３ａに伴ってリングギヤ９ｒが正転するため、キャリア９ｃはリングギヤ９ｒからも回転トルクを受けて正転することになる。そして、キャリア９ｃで合成された動力は、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される。このように、エンジン２と電動機３との合成動力が駆動輪４，４に伝達され、駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。また、要求動力が適正運転動力に満たない場合等には、リングギヤ９ｒを逆転させて、電動機３に回生運転を行わせ、２速段の回生走行モードで車両を走行させることも可能である。
【０１６０】
エンジン走行モードの２速段からＨＥＶ走行モードの２速段への変更は、電動機３の運転を開始するだけで可能であり、逆への変更も、電動機３の運転を停止するだけで可能であるため、共に容易且つ迅速に変更することができる。そして、要求動力の変更に応じて変速段を変更することなく対応することが可能となる。このため、要求動力の変動を、エンジン２を適正運転領域で運転させながら、アシスト走行モードと回生走行モードとを適宜切り替えて、電動機３の力行運転、回生運転を行うことによって吸収することができ、エンジン２における燃料消費を抑えることができる。
【０１６１】
［ＨＥＶ走行モード、２速段３速段準備］
図１４はアシスト走行モードの２速段３速段準備における動力伝達装置５０の動作状態を示している。なお、２速段３速段準備とは、スムーズに３速段への増速段、３速段からの減速段が行われるように、３速段との間の変速の準備を行いながら２速段走行を行うための変速段である。
【０１６２】
このアシスト走行モードの２速段３速段準備では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態に、第２同期装置Ｓ２を２速段確立状態に、後退同期装置ＳＲを中立状態に、電動機３をロータ３ａが正転するように設定する。
【０１６３】
これにより、前記ＨＥＶ走行モードの２速段における動力伝達経路に加えて、サンギヤ９ｓに伴い正転する第１主入力軸５１から、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、３速ギヤ対５９及び出力軸５７を介して、キャリア９ｃが正転する方向に回転トルクが伝達される動力伝達経路が追加される。この動力伝達経路を介した動力とエンジン２から第２主入力軸５２を介して伝達された動力が合成され、キャリア９ｃを正転させる。そのため、キャリア９ｃの回転による回転トルクも合成した合成動力が駆動輪４，４に伝達される。
【０１６４】
［ＨＥＶ走行モード、３速段２速段準備］
図１５はアシスト走行モードの３速段２速段準備における動力伝達装置５０の動作状態を示している。ＨＥＶ走行モードの２速段３速段準備からＨＥＶ走行モードの３速段への変更は、ＨＥＶ走行モードモードの３速段２速段準備を介して行う。なお、３速段２速段準備とは、スムーズに２速段への減速段、２速段からの増速段が行われるように、２速段との間の変速の準備を行いながら３速段走行を行うための変速段である。
【０１６５】
ＨＥＶ走行モードの２速段３速段準備からＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備への変更時、ＥＣＵ８は、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に動作し、第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に動作させる。
【０１６６】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第１クラッチＣ１、第１主入力軸５１、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、３速ギヤ対５９、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達され、駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。この動力伝達経路のため、エンジン２からの動力により正転する出力軸５７に伴ってキャリア９ｃが正転すると共に、エンジン２からの動力により第１主入力軸５１に伴ってサンギヤ９ｓが正転する。ここで、キャリア９ｃとサンギヤ９ｓとの回転速度が異なるので、リングギヤ９ｒは該回転速度の相違に応じて、正転又は逆転する。そして、リングギヤ９ｒが正転するときは、電動機３は力行運転を行い、リングギヤ９ｒが逆転するときは、電動機３は回生運転を行う。なお、第２副入力軸５４は、出力軸５７の回転に伴い回転するが、動力合成には寄与しない。
【０１６７】
このように、ＨＥＶ走行モードの２速段３速段準備からＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備は、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の接続状態の切替のみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。なお、図示しないが、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態に動作させることにより、ＨＥＶ走行モードの３速段４速段準備を設定することができる。
【０１６８】
［ＨＥＶ走行モード、３速段］
図１６はアシスト走行モードの３速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。ＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備からＨＥＶ走行モードの３速段への変更時、ＥＣＵ８は、第２同期装置Ｓ２を中立状態に動作させる。前述したように、ＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備において、第２副入力軸５４は動力合成に寄与しておらず、この第２副入力軸５４と２速段ギヤ対６２との連結を介しても、動力伝達経路は変化しない。
【０１６９】
このように、ＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備からＨＥＶ走行モードの３速段へは、第２同期装置Ｓ２を中立状態に動作させることのみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。そして、ＨＥＶ走行モードの２速段と３速段との間の変更は、ＨＥＶ走行モードの２速段３速段準備及び３速段２速段準備を介して、容易且つ迅速に行うことができる。
【０１７０】
［エンジン走行モード、４速段］
図１７はエンジン走行モードの４速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。エンジン走行モードの４速段では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１及び後退同期装置ＳＲを中立状態に、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態に設定する。
【０１７１】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第２クラッチＣ２、第２主入力軸５２、増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４、４速ギヤ対６３、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される。これにより、エンジン２の動力のみによって４速段の前進状態で駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。このとき、出力軸５７に伴ってキャリア９ｃは正転するが、サンギヤ９ｓ及びリングギヤ９ｒは動力を受けていないので、サンギヤ９ｓはプラネタリギヤ９ｐと供回りして正転し、リングギヤ９ｒは回転せず、電動機３は力行運転も回生運転も行わない。なお、サンギヤ９ｓに伴い第１主入力軸５１が正転し、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、ベルト機構７１及び補機用クラッチ３３を介して補機５の入力軸５ａに動力が伝達される。
【０１７２】
［ＨＥＶ走行モード、４速段３速段準備］
図１８はアシスト走行モードの４速段３速段準備における動力伝達装置５０の動作状態を示している。前記ＨＥＶ走行モードの３速段４速段準備からＨＥＶ走行モードの４速段への変更は、このＨＥＶ走行モードの４速段３速段準備を介して行う。
【０１７３】
ＨＥＶ走行モードの３速段４速段準備からＨＥＶ走行モードの４速段３速段準備への変更時、ＥＣＵ８は、第１クラッチＣ１をＯＦＦ状態に動作し、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に動作させる。
【０１７４】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第２クラッチＣ２、第２主入力軸５２、増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４、４速ギヤ対６３、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達され、駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。前記ＨＥＶ走行モードの４速段３速段準備と同様に、キャリア９ｃとサンギヤ９ｓとの回転速度の相違に応じて、リングギヤ９ｒは正転又は逆転する。そして、リングギヤ９ｒが正転するときは、電動機３は力行運転を行い、リングギヤ９ｒが逆転するときは、電動機３は回生運転を行う。なお、第１副入力軸５３は、出力軸５７の回転に伴い回転するが、動力合成には寄与しない。
【０１７５】
このように、ＨＥＶ走行モードの３速段４速段準備からＨＥＶ走行モードの４速段３速段準備へは、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の接続状態の切替のみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。
【０１７６】
［ＨＥＶ走行モード、４速段］
図１９はアシスト走行モードの４速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。このアシスト走行モードの４速段では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１及び後退同期装置ＳＲを中立状態に、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態に、電動機３をロータ３ａが正転するように設定する。
【０１７７】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第２クラッチＣ２、第２主入力軸５２、増速ギヤ対５６、第２副入力軸５４、４速ギヤ対６３、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される。このとき、前記アシスト走行モードの２速段と同様に、エンジン２と電動機３との合成動力が駆動輪４，４に伝達される。また、要求動力が適正運転動力に満たない場合等には、リングギヤ９ｒを逆転させて、電動機３に回生運転を行わせ、２速段の回生走行モードで車両を走行させることも可能である。
【０１７８】
エンジン走行モードの４速段からアシスト走行モードの４速段への変更は、ロータ３ａが正転するように電動機３を制御するだけで可能であり、逆への変更も、電動機３の運転を停止するだけで可能であるため、共に容易且つ迅速に変更することができる。そして、要求動力の変更に応じて変速段を変更することなく対応することが可能となる。このため、要求動力の変動を、エンジン２を適正運転領域で動作させながら、アシスト走行モードと回生走行モードを適宜切り替えて、電動機３の力行運転、回生運転を行うことによって吸収することができ、エンジン２における燃料消費を抑えることができる。
【０１７９】
［ＨＥＶ走行モード、４速段５速段準備］
図２０はアシスト走行モードの４速段５速段準備における動力伝達装置５０の動作状態を示している。このアシスト走行モードの４速段５速段準備では、ＥＣＵ８は、第２クラッチＣ２をＯＮ状態に、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態に、第２同期装置Ｓ２を４速段確立状態に、後退同期装置ＳＲを中立状態に、電動機３をロータ３ａが正転するように設定する。
【０１８０】
これにより、前記アシスト走行モードの２速段における動力伝達経路に加えて、サンギヤ９ｓに伴い正転する第１主入力軸５１から、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、５速ギヤ対６０及び出力軸５７を介して、キャリア９ｃが正転する方向に回転トルクが伝達される動力伝達経路が追加される。この動力伝達経路を介した動力とエンジン２から第２主入力軸５２を介して伝達された動力が合成され、キャリア９ｃを正転させる。そのため、キャリア９ｃの回転による回転トルクも合成した合成動力が駆動輪４，４に伝達される。
【０１８１】
［ＨＥＶ走行モード、５速段４速段準備］
図２１はアシスト走行モードの５速段４速段準備における動力伝達装置５０の動作状態を示している。ＨＥＶ走行モードの４速段５速段準備からＨＥＶ走行モードの５速段への変更は、このＨＥＶ走行モードの５速段４速段準備を介して行う。
【０１８２】
ＨＥＶ走行モードの４速段５速段準備からＨＥＶ走行モードの５速段４速段準備への変更時、ＥＣＵ８は、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に動作し、第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に動作させる。
【０１８３】
これにより、エンジン２の出力軸２ａからの動力は、第１クラッチＣ１、第１主入力軸５１、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、５速ギヤ対６０、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達され、駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。そして、前記ＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備と同様に、キャリア９ｃとサンギヤ９ｓとの回転速度の相違に応じて、リングギヤ９ｒが正転又は逆転する。そして、リングギヤ９ｒが正転するときは、電動機３は力行運転を行い、リングギヤ９ｒが逆転するときは、電動機３は回生運転を行う。なお、第２副入力軸５４は、出力軸５７の回転に伴い回転するが、動力合成には寄与しない。
【０１８４】
このように、ＨＥＶ走行モードの４速段５速段準備からＨＥＶ走行モードの５速段４速段準備へは、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の接続状態の切替のみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。
【０１８５】
［ＨＥＶ走行モード、５速段］
図２２はアシスト走行モードの５速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。ＨＥＶ走行モードの５速段４速段準備からＨＥＶ走行モードの５速段への変更時、ＥＣＵ８は、第２同期装置Ｓ２を中立状態に動作させる。前述したように、ＨＥＶ走行モードの５速段４速段準備において、第２副入力軸５４は動力合成に寄与しておらず、この第２副入力軸５４と４速ギヤ対６３との連結を介しても、動力伝達経路は変化しない。
【０１８６】
このように、ＨＥＶ走行モードの５速段４速段準備からＨＥＶ走行モードの５速段へは、第２同期装置Ｓ２を中立状態に動作させることのみによって行うことができるため、容易且つ素早く変更することができる。そして、ＨＥＶ走行モードの４速段と５速段との間の変更は、ＨＥＶ走行モードの４速段５速段準備及び５速段４速段準備を介して、容易且つ迅速に行うことができる。
【０１８７】
［ＥＶ走行モード、３速段］
図２３はＥＶ走行モードの３速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。ＥＶ走行モードの３速段では、ＥＣＵ８は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、第１同期装置Ｓ１を３速段確立状態に、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲを中立状態に、電動機３をロータ３ａが正転するように設定する。
【０１８８】
これにより、ロータ３ａに伴ってリングギヤ９ｒが正転すると、このリングギヤ９ｒから回転トルクを受けるキャリア９ｃが正転しようとする。さらに、このキャリア９ｃは、出力軸５７、３速段ギヤ対５９、第１副入力軸５３、減速ギヤ対５５及び第１主入力軸５１を介してサンギヤ９ｓに接続されており、このサンギヤ９ｓが正転しようとする。これにより、キャリア９ｃは正転し、その回転トルクは、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される。これにより、電動機３の動力のみによって駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。このとき、エンジン２の出力軸２ａは、第１主入力軸５１及び第２主出力軸５２との接続が遮断されているので、ＥＶ走行モードにおいては、エンジン２の出力軸２ａに電動機３から動力が伝達されず、エンジン２の引きずりがない。
【０１８９】
さらに、図示しないが、ＥＶ走行モードの３速段で車両が走行しているときに、ＥＣＵ８が、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に設定することにより、エンジン２を始動させることができる。このとき、エンジン２の出力軸２ａから出力された動力は、第１クラッチＣ１、第１主入力軸５１、減速ギヤ対５５、第１副入力軸５３、３速ギヤ対５９、出力軸５７、カウンタギヤ対６５、カウンタ軸６４、差動歯車ユニット３０及び車軸３１，３１を介して駆動輪４，４に伝達される共に、第１主入力軸５１を介してサンギヤ９ｓを正転させる動力、及び第１副入力軸５３から３速ギヤ対５９及び出力軸５７を介してキャリア９ｃを正転させる動力として差動回転機構９に入力される。これにより、エンジン２と電動機３との合成動力が駆動輪４，４に伝達され、アシスト走行モードの３速段が設定されたことになる。
【０１９０】
また、ＥＶ走行モードの３速段で車両が走行しているときに、ＥＣＵ８が、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に設定すると共に、第２同期装置Ｓ１を２速段確立状態又は４速段確立状態に設定することにより、エンジン２を始動させることができる。このとき、前記ＨＥＶ走行モードの３速段２速段準備又は３速段４速段準備が設定されたことになる。
【０１９１】
［ＥＶ走行モード、５速段］
図２４はＥＶ走行モードの５速段における動力伝達装置５０の動作状態を示している。ＥＶ走行モードの５速段では、ＥＣＵ８は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をＯＦＦ状態に、第１同期装置Ｓ１を５速段確立状態に、第２同期装置Ｓ２及び後退同期装置ＳＲを中立状態に、電動機３をロータ３ａが正転するように設定する。これにより、前記ＥＶ走行モードの３速段と同様に、電動機３の動力のみによって駆動輪４，４が車両の前進方向に回転する。
【０１９２】
さらに、図示しないが、ＥＶ走行モードの５速段で車両が走行しているときに、ＥＣＵ８が、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に設定することにより、エンジン２を始動させることができる。これにより、エンジン２と電動機３との合成動力が駆動輪４，４に伝達され、アシスト走行モードの５速段が設定されたことになる。
【０１９３】
また、ＥＶ走行モードの５速段で車両が走行しているときに、ＥＣＵ８が、第１クラッチＣ１をＯＮ状態に設定すると共に、第２同期装置Ｓ１を４速段確立状態に設定することにより、エンジン２を始動させることができる。このとき、前記アシスト走行モードの５速段４速段準備が設定されたことになる。
【０１９４】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置８０を図面を参照して説明する。動力伝達装置８０は、変速段として前進３速段後進１速段しか備えていない。
【０１９５】
図２５を参照して、動力伝達装置８０においては、第１副入力軸５３Ａに第１同期装置Ｓ１Ａを介して該第１副入力軸５３Ａに連結可能な３速ギヤ５３ｂが配置され、第２副入力軸５４Ａに第２同期装置Ｓ２Ａを介して該第２副入力軸５４に連結可能な２速ギヤ５４ａが配置されている。
【０１９６】
そして、出力軸５７Ａに第１ギヤ５７ａが固定されており、この第１ギヤ５７ａは、３速ギヤ５３ａ及び２速ギヤ５７ａと共有して噛合され、それぞれ３速ギヤ対５９、２速ギヤ対６２を構成している。また、出力軸５７と第２副入力軸５４とは、偶数速ギヤ列６１を介して結合されている。
【０１９７】
動力伝達装置８０は、４速段と５速段と有さないが、他の変速段等の動力伝達は、動力伝達装置５０と同一であるので、その説明は省略する。動力伝達装置８０は、動力伝達装置５０と比べて変速段は少ないが、エンジン２の出力軸２ａの軸方向の長さを短縮でき、さらにコンパクト化され、狭い設置面積に設置することが可能となる。
【０１９８】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係るハイブリッド車両用動力伝達装置９０を図面を参照して説明する。
【０１９９】
図２６を参照して、動力伝達装置９０は、ハイブリッド車両に搭載された動力伝達装置であり、動力発生源として、エンジン２と電動機３とを備えているが、前記補機５を駆動し得るように構成されていない。即ち、動力伝達装置９０は、動力伝達装置５０と比べて、補機５、ベルト機構７１、補機用クラッチ３３を備えていないものである。
【０２００】
動力伝達装置９０においては、第１副入力軸５３Ｂと補機５の入力軸５ａとが接続されていないため、第１副入力軸５３Ｂが回転しても、補機５には動力が伝達されない。補機５以外の他の動力伝達は、動力伝達装置５０と同一であるので、その説明は省略する。
【０２０１】
なお、本発明に係る動力伝達装置は、上述したものに限定されない。例えば、前記各実施形態では、第１主入力軸１１，１１Ａ，５１がサンギヤ９ｓに接続されている場合について説明した。しかし、第２主入力軸１２，５２をサンギヤ９ｓに接続してもよい。また、第１主入力軸１１，１１Ａ及び第１副入力軸５３に奇数速段用のギヤ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，５３ｂ，５３ｃが、副入力軸１３，１３Ａ及び第２副入力軸５４に偶数速段用のギヤ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，５４ｂ，５４ｃが、それぞれ配置されている場合について説明した。しかし、第１主入力軸１１，１１Ａ及び第１副入力軸５３に偶数速段用のギヤを、副入力軸１３，１３Ａ及び第２副入力軸５４に奇数速段用のギヤをそれぞれ配置してもよい。
【０２０２】
また、差動回転機構９は、遊星歯車装置により構成する場合について説明したが、遊星歯車装置以外の差動装置を使用してもよい。
【０２０３】
また、第１及び第２実施形態では、サンギヤ９ｓに第１主入力軸１１，１１Ａ及び電動機３のロータ３ａを、キャリア９ｃに３速ギヤ１３ａを、リングギヤ９ｒに同期装置ＳＬをそれぞれ接続する場合について説明した。そして、第３乃至第５実施形態では、サンギヤ９ｓに第１主入力軸５１を、キャリア９ｃに出力軸５７を、リングギヤ９ｒに電動機のロータ３ａをそれぞれ接続する場合について説明した。しかし、これらの接続は、これらに限定するものではなく、その接続を変更してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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